我们的观点
关于能源发展的战略思考
邓旭 姚亚明
近些日子,国际油价断崖式下跌,一度出现负值,这在原油交易历史上还未曾出现过,的确值得我们思考,但也不必过于惊慌。
因为,能源是国民经济的命脉,人们每天的生产、生活各项活动都离不开能源,尤其是在当今社会,能源的意义显得更为重要,特别是石油,已经成为与空气、水、粮食并列的四大资源要素。全球工业化进程不会停步,对煤、油、气等能源的需求也不会减少。除了煤、油、气常规能源,还有煤层气、页岩油气、可燃冰等非常规能源,更有风能、太阳能等新能源。
说到这里,人们不仅要问,无论是煤炭,石油、天然气,还是水电、核电,拟或是太阳能、风力发电,还有生物制油,地热能等。这些都是能源,那么是如何划分的,他们之间是什么关系?分别是哪些用途?
一、什么是能源
能源就是向自然界提供能量转化的物质,能源是人类活动的物质基础,具体讲就是指可产生各种能量(如热量、电能、光能和机械能等)或可做功的物质的统称。在某种意义上讲,人类社会的发展离不开优质能源的出现和先进能源技术的使用。在当今世界,能源的发展,能源和环境,是全世界、全人类共同关心的问题,也是我国社会经济发展的重要问题。
“能源”这一术语,过去人们谈论得很少,正是两次石油危机使它成了人们议论的热点。能源是整个世界发展和经济增长的最基本的驱动力,是人类赖以生存的基础。自工业革命以来,能源安全问题就开始出现。在全球经济高速发展的今天,国际能源安全已上升到了国家的高度,各国都制定了以能源供应安全为核心的能源政策。在此后的二十多年里,在稳定能源供应的支持下,世界经济规模取得了较大增长。但是,人类在享受能源带来的经济发展、科技进步等利益的同时,也遇到一系列无法避免的能源安全挑战,能源短缺、资源争夺以及过度使用能源造成的环境污染等问题威胁着人类的生存与发展。
二、能源成因分类
从形成本身来讲:主要有三种,一种是来自地球本身,如:来自于地球深部的无机成因的天然气;地球本身产生的地热;地球成矿作用形成的铀矿,是核能发电的原料,地球表面的地形起伏,为水力发电创造了条件;一种是来自宇宙其他星球,如太阳能、潮汐能等;还有一种是其他星球与地球共同作用的结果,则如化石能源,包括煤炭、石油、天然气,是生物遗体埋藏后经历物理、化学作用形成,生物能源,如沼气、生物制油等,则是生物直接转化而来。因为生物生长是离不开太阳的。目前,通常将能源分为三个大类:即常规能源、非常规能源和新能源。
具体分类:
1、按照形态分为:
固态:煤炭、沥青、油页岩、铀矿
液态:石油、页岩油、地热、水力
气态:天然气、煤层气、页岩气、天然气水合物、地幔气、沼气
2、按照形成作用分为:
物理:太阳能、风力、水电、核电、煤电
化学:氢能
生物:沼气、浅层生物气、生物制油
综合:煤炭、石油、天然气常规能源,煤层气、页岩气、天然气水合物等非常规能源
3、按照能源开采方式、应用顺序分为:
常规能源:煤炭、石油、天然气、水力
非常规能源:煤层气、页岩气、油页岩、天然气水合物、致密油气、沥青、油砂
新能源:太阳能、风能、潮汐能、生物制油、核能、地热能
4、按能源的来源方式分为:
直接来源:一次能源;间接来源:二次能源。
一次能源天然能源,指在自然界现成存在的能源,如煤炭、石油、天然气、水能等。二次能源指由一次能源加工转换而成的能源产品,如电力、煤气、蒸汽及各种石油制品等。
5、按照在地球上的位置分为:
地球表面:风能、太阳能、潮汐能、水力发电,生物制油,沼气等;地球内部:石油、天然气、煤炭、铀矿、热能、油砂、油页岩、可燃冰等。
6、按能源性质分为:
有燃料型能源(煤炭、石油、天然气、泥炭、木材)和非燃料型能源(水能、风能、地热能、海洋能)。
7、按能源消耗后是否造成环境污染分为:
污染型能源和清洁型能源,污染型能源包括煤炭、石油等,清洁型能源包括水力、电力、太阳能、风能以及核能等。
8、按照能源可否反复获取分为:
再生能源和非再生能源,人们对一次能源又进一步加以分类。凡是可以不断得到补充或能在较短周期内再产生的能源称为再生能源,反之称为非再生能源。风能、水能、海洋能、潮汐能、太阳能和生物质能等是可再生能源;煤、石油和天然气等是非再生能源。
三、从这次原油价格断崖式下跌对我国能源的启示
我国是一个发展中国家,工业门类齐全,城镇化建设加速,各项工作均处于大规模的上升期,因此对能源的需求必然会有所增加。但是,人均消费能源在世界上还是比较低的,仅为世界平均水平的40%。
从当前我国能源结构来看,煤炭占比60.3%,石油占比18.6%,天然气占比7.8%,而水电、核电、太阳能发电、风电、生物质油、地热等占比13.3%。因此,虽然2019年我国石油、天然气进口占比较大(2019年我国原油产量扭转连续几年下降势头,达到1.91亿吨,增幅1.1%;2019年进口5.06亿吨石油(进口量全球最高),同比增长了9.5%。我国的石油对外依赖度已经高达72.5%,比2018年的70%又提升了。2019年,我国天然气产量达到1736亿立方米,增幅9.8%。2019年中国进口天然气1373亿立方米(9656.2万吨),同比增长6.9%。中国2019年天然气表观消费量3067亿立方米,同比增长9.4%。进口占比:45.2%)。
但是我国能源主体结构是煤炭,并且各种能源比较分散,特别是新能源种类多、发展快。何况,是原油价格下跌,对我国实际上是利大于弊。
那么今后从国家能源安全、清洁能源占比加大两个方面来考虑,得出以下方面的启示,具体就是要实现能源的“四化”
1、常规能源多元化、清洁化
有一个重要的因素,大家往往容易忽略,就是煤炭、石油、天然气除了是能源的属性外,还是重要的化工原料,各类醇、烯、苯、聚脂、涤纶短纤等许多产品的原料。
作为能源,煤炭要继续朝着清洁化利用方向发展,降低煤制油、煤制气成本与污染,是今后一个主要方向;石油、天然气,则要研制提高燃烧效率、提高效能的装置。
再就是,未来能源——氢能,煤、石油、天然气是主要的制备氢的原料。
2、非常规能源商业化、常态化
中国非常规天然气资源量306.6万亿立方米(水合物131.8万亿立方米),常规天然气资源量56万亿立方米,是常规天然气资源量的5倍多。
(1)煤层气
我国煤层气可采资源总量约36.8×1012m3,截至2017年底探明储量为6928.3×108m3,位居世界前列。2019年煤层气产量88.8×108m3,预计到2020年国内煤层气(煤矿瓦斯)抽采量达到240×108m3。其中地面煤层气产量100×108m3,利用率90%以上;煤矿瓦斯抽采140×108m3,利用率50%以上。
(2)页岩气
我国页岩气资源量126×1012m3。截至2019年底,累计探明地质储量超过10000×108m3,2019年产量达到130×108m3。2019年勘查新增探明地质储量超过千亿立方米的页岩气田2个,为四川盆地涪陵页岩气田和威远页岩气田。
自2014年9月到2018年4月,不到4年时间,在四川盆地探明涪陵、威远、长宁、威荣4个整装页岩气田,页岩气累计新增探明地质储量突破万亿方,产能达135×108m3,累计产气225.80×108m3。
(3)可燃冰
我国可燃冰资源量131.8×1012m3。2020年 4月1日消息。我国天然气水合物第二轮试采取得成功。在水深1225米的南海神狐海域,试采创造了产气总量和日均产气量两项新世界纪录,攻克了深海浅软地层水平井钻采核心技术,实现了从“探索性试采”向“试验性试采”重大跨越。天然气水合物通常称为可燃冰。此次试采是我国可燃冰第二次试采,于2月17日点火成功,持续至3月18日完成预定目标任务。
3、新能源扩大化、宜储化
这里重点讲风能、太阳能等新能源以及地热能。
2018年非化石能源发电量为2.16万亿千瓦时,同比增长11.1%,占总发电量的比重为30.9%。全国并网太阳能发电、风电、核电发电量分别为1775亿、3660亿、2944亿千瓦时,同比分别增长50.8%、20.2%、18.6%。
(1)风力发电
我国幅员辽阔,海岸线长,风能资源比较丰富。据国家气象局估算,全国风能密度为100W/m2,风能资源总储量约1.6×105MW。首次突破4000亿千瓦时!2019年我国风电发电量4057亿千瓦时,占全部发电量的5.5%。4057亿千瓦时是什么概念?差不多相当于四个三峡电站2019年的发电量。截至去年底,全国风电累计装机2.1亿千瓦,其中陆上风电累计装机2.04亿千瓦、海上风电累计装机593万千瓦,风电装机占全部发电装机的10.4%。
(2)太阳能发电
我国幅员广大,有着十分丰富的太阳能资源,据估算,我国陆地表面每年接受的太阳辐射能约为50x1018kJ。2019年12月我国太阳能发电量为84.6亿千瓦时,同比增长15.2%。1-12月太阳能发电量为1172.2亿千瓦时,同比增长13.3%。
(3)地热能利用
地热能是一种绿色低碳、可循环利用的可再生能源,具有储量大、分布广、清洁环保、稳定可靠等特点,是一种现实可行且具有竞争力的清洁能源。我国地热资源丰富,市场潜力巨大,发展前景广阔。加快开发利用地热能不仅对调整能源结构、节能减排、改善环境具有重要意义,而且对培育新兴产业、促进新型城镇化建设、增加就业均具有显著的拉动效应,是促进生态文明建设的重要举措。
据国土资源部中国地质调查局2015年调查评价结果,全国336个地级以上城市浅层地热能年可开采资源量折合7亿吨标准煤;全国水热型地热资源量折合1.25万亿吨标准煤,年可开采资源量折合19亿吨标准煤;埋深在3000-10000米的干热岩资源量折合856万亿吨标准煤。
《河北雄安新区总体规划(2018—2035年)》已获国务院批复,未来新区建设将全面开展。继雄安市民服务中心(近10万平米)采用浅层地热能供暖之后,容东安置区(1205万平米)也将率先实现规模化地热供暖。未来,雄安将打造地热高质量开发利用全球样板。
4、各种能源利用、国内循环与国际循环更加合理化、科学化
我国地域辽阔,东西南北均有较大差异;我国能源丰富,种类齐全。因此,要遵循因地制宜、多元并举、科学利用、清洁环保、持续发展这么个原则。为此,要处理好以下几个关系:
一是,常规能源与非常规能源的关系
煤层气、页岩气、油砂、油页岩、致密油气等,之所以称作非常规能源,是相对于常规能源——煤、油、气来说的。显然,他们之间有许多共性,即都属于化石能源,均形成于含(煤)油气盆地之中。其生成、分布不仅与盆地发育、演化,而且与常规能源的形成、聚集密切相连、不可分开。可以说大多数非常规能源属于油气同一种能源的不同时期、不同阶段的产物。与常规能源相比,非常规能源优势是类型更多、分布更广、资源量更大。
二是,化石能源与非化石能源的关系
无论是常规能源还是非常规能源,统称为化石能源,也即有机质埋藏后经过地下地质作用而形成(当然,无机天然气例外),属于不可再生的、是一次性能源。目前,一次性能源在我国能源结构中占比高达86%(世界亦是如此),这么大的比例,不是说替代就马上可以替代的。现今地上跑的汽车、水利行的轮船、天上飞的飞机,基本上都是化石能源提炼出拉来的油、气,你要全改过来,这些运输工作全都需要改装,这还不包括许许多多的机械设备。何况天然气(清洁能源)取代石油的时代,还没有到来;何况天然气(主要指非常规气)还有那么大的资源;何况地热能既是地质能源、又是可循环能源、还是清洁能源。
有数据显示,到2030年,我国非化石能源占能源消费比重要达到20%,那么80%还是化石能源。因此,要做好天然气、地热、风电——太阳能发电,多种能源长期共存的准备。
三是,国内循环与国际循环的关系
首先,立足国内能源供应与能源需求的关系,建立和逐步完善合理、科学的能源循环系统。当油价高时,我们可以适当少买;当油价低时,我们可以适当多买。
其次,当今世界是一体化、命运共同体,我们决不能封闭。积极参与到世界能源大系统的建立、循行和循环当中,为全球能源清洁化利用、可持续发展贡献中国智慧,做出我们积极的贡献。
能源的重要性不言而喻,回望历史,人类社会每一次大的进步,都与能源革命有不可分割的关系。薪柴能源,带来了农耕文明;煤炭能源,开创了工业革命时代;石油能源,促进了现代社会文明;天然气能源,则必然引领绿色文明。当然,还有煤、油、气时代的电力等清洁能源,都给我们生活带来了较为深刻的变化。可以说,我们生活的地球越来越离不开能源,当然,我们生活的地球也为我们提供有各式各样的能源。